一种引入陀螺信息的二位置捷联惯性导航系统初始对准方法技术方案

一种引入陀螺信息的二位置捷联惯性导航系统初始对准方法，包括建立捷联惯性导航系统初始对准状态方程；建立捷联惯性导航系统引入陀螺信息的初始对准量测方程；构建用于捷联惯性导航系统初始对准的卡尔曼滤波器；采集捷联惯性导航系统信息，完成第一位置的初始对准滤波；采集捷联惯性导航系统信息，完成第二位置的初始对准滤波。本发明专利技术提出了一种引入陀螺信息的二位置捷联惯性导航系统初始对准方法，在捷联惯性导航系统二位置对准方法的基础上，将等效东向陀螺信息引入初始对准观测方程，从而实现对惯性器件随机常值误差的快速估计，实现方位角的快速对准，其最终对准精度与常规二位置对准方法类似，对准时间远远低于常规二位置对准方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于惯性导航
，是一种用于捷联惯性导航系统的初始对准方法， 适用于捷联惯性导航系统工作前的自主初始对准。
技术介绍
捷联惯性导航系统初始对准的任务是获取捷联惯性导航系统工作的初始姿态矩阵。根据捷联惯性导航系统初始对准的过程，可将初始对准分为两个阶段粗对准和精对准。解析粗对准是最为常用的自主式粗对准方法，它利用地球自转角速度和重力加速度在导航系和载体坐标系上投影的变换关系计算出初始姿态矩阵；在粗对准基础上，建立小姿态角的捷联惯性导航系统自对准误差方程，利用线性卡尔曼滤波实现捷联惯性导航系统的自主对准这一过程称为精对准。对准精度和对准速度是捷联惯性导航系统初始对准的最重要的两项性能指标。捷联惯性导航系统自对准系统状态模型维数为10，采用单一固定位置对准时系统的可观测性矩阵秩为7，系统不满秩存在部分状态量不能观测或可观测度较低。初始对准的方位失准角收敛速度和精度都较低，且部分惯性器件误差不能进行估计。通过改变载体姿态或转动惯性测量单元的方法可以提高系统状态的可观测性，从而对更多状态变量进行估计，提高方位失准角的估计精度。二位置初始对准方法基于捷联惯性导航系统自对准方法，在捷联惯性导航系统自对准基本收敛的情况下引入第二个位置，提高初始对准系统的可观性，估计惯性器件误差， 从而提高初始对准的精度。由于，第二个位置的引入需在第一个位置基本收敛情况下才能进行，同时引入第二位置后，卡尔曼滤波器还需要一定的时间收敛，其对准精度的代价是延长了初始对准的时间。本专利技术针对常规二位置初始对准方法中提高了对准精度而延长了初始对准时间的问题，提出了。在捷联惯性导航系统自对准原理的基础上，将陀螺信息引入捷联惯性导航系统二位置对准过程。从而有效估计惯性器件随机常值误差，明显提高捷联惯性导航系统初始对准的速度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种捷联惯性导航系统自主初始对准的方法，该方法可以实现捷联惯性导航系统的高精度快速自主初始对准。本专利技术为实现上述目的，采用如下技术方案本专利技术是，相对于固定位置的捷联惯性导航系统自主对准方法，该方法不要求引入外部辅助手段，通过引入捷联惯性导航系统自身惯性器件的信息，达到提高初始对准精度、缩短对准时间的目的。其特征在于包括下列步骤(1)建立捷联惯性导航系统初始对准状态方程；(2)建立捷联惯性导航系统引入陀螺信息的初始对准量测方程；(3)构建用于捷联惯性导航系统初始对准的卡尔曼滤波器；(4)采集捷联惯性导航系统信息，完成第一位置的初始对准滤波；(5)采集捷联惯性导航系统信息，完成第二位置的初始对准滤波。本专利技术所述的建立捷联惯性导航系统初始对准状态方程方法如下捷联惯性导航系统小失准角自对准是在粗对准之后，假设三个失准角均为小角度情况下进行的，本专利技术所述初始对准均指精对准过程。捷联惯性导航系统姿态和速度误差方程为权利要求1.-种引入陀螺信息的二位置捷联惯性导航系统初始对准方法，其特征在于包括下列骤步(1)建立捷联惯性导航系统初始对准状态方程；(2)建立捷联惯性导航系统引入陀螺信息的初始对准量测方禾！(3)构建用于捷联惯性导航系统初始对准的卡尔曼滤波器；(4)采集捷联惯性导航系统信息，完成第一位置的初始对准滤波；(5)采集捷联惯性导航系统信息，完成第二位置的初始对准滤波；步骤(1)所述的建立捷联惯性导航系统初始对准状态方程方法如下捷联惯性导航系统小失准角自对准是在粗对准之后，假设三个失准角均为小角度情况下进行的，捷联惯性导航系统姿态和速度误差方程为全文摘要，包括建立捷联惯性导航系统初始对准状态方程；建立捷联惯性导航系统引入陀螺信息的初始对准量测方程；构建用于捷联惯性导航系统初始对准的卡尔曼滤波器；采集捷联惯性导航系统信息，完成第一位置的初始对准滤波；采集捷联惯性导航系统信息，完成第二位置的初始对准滤波。本专利技术提出了，在捷联惯性导航系统二位置对准方法的基础上，将等效东向陀螺信息引入初始对准观测方程，从而实现对惯性器件随机常值误差的快速估计，实现方位角的快速对准，其最终对准精度与常规二位置对准方法类似，对准时间远远低于常规二位置对准方法。文档编号G01C25/00GK102519485SQ20111040680公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日专利技术者严良涛, 余恭敏, 刘蓉, 曾剑峰, 林舟杰, 熊剑, 王吉旭, 郭杭 申请人:南昌大学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：熊剑，余恭敏，郭杭，刘蓉，王吉旭，林舟杰，严良涛，曾剑峰，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：